一起備自投異常動作事件的分析與改進

廣東電網有限責任公司江門供電局 周 錕

一起備自投異常動作事件的分析與改進

廣東電網有限責任公司江門供電局 周 錕

對一起備自投異常動作事件進行了分析，詳細說明其處理過程，深入分析該事件暴露出的一些問題，并對運行方式與備自投的配合提出了建議。

備自投；TWJ異常；運行方式

0 引言

備用電源自投裝置（備自投）是電力系統中為了提高供電可靠性而裝設的自動裝置，對提高多電源供電負荷的供電可靠性、保證連續供電有重要作用。當工作電源因故障或其它原因斷開后，能自動、迅速地將備用電源投入工作，避免用戶停電及負荷損失。是電力系統安全穩定運行的重要防線。

按照備自投對象劃分，一般包括母聯（分段）備自投、線路備自投和主變備自投。

1 事件簡介

某110kV變電站110kV和10kV主接線方式均為單母線分段接線。110kV側進線兩回，主變兩臺。正常運行方式為110kV和10kV分列運行，110kV兩回進線各帶一臺主變及一段10kV母線負荷，110kV和10kV母聯開關在熱備用。正常情況下110kV和10kV備自投均滿足母聯備自投的充電條件。110kV部分主接線圖如圖1所示。

圖1 某站110kV部分主接線圖

某日，110kV側1#進線線路遭雷擊跳閘，重合閘動作，因線路故障重合不成功，造成110kV1M及10kV1M母線失壓。隨后站內110kV和10kV備自投均動作，合上相應的母聯開關，恢復了對失壓母線的供電。

2 備自投動作過程

現場收集相關線路保護裝置、備自投、監控系統的事件記錄，保護及備自投主要動作過程如表1、表2所示。

可以看到，110kV線路故障重合閘不成功后，相應母線失壓后，110kV和10kV備自投均動作，但動作過程卻有不同，110kV備自投合上母聯開關的時間明顯大于定值整定時間。

3 備自投動作行為分析

該站110kV及10kV備自投型號相同，動作邏輯條件一致。對應本次備自投動作時“橋備自投方式2”動作邏輯：

當橋備自投充電完成后，Ⅰ母無壓、Ⅱ母有壓、進線電流I1無流條件皆滿足時，橋備自投方式2啟動，經一跳閘延時TU1F發跳斷路器1DL命令和“橋備投跳主電源開關動作”報文，……跳斷路器1DL命令經200毫秒延時撤銷。若斷路器1DL在發跳斷路器1DL命令5s內未跳開，則發“1DL開關拒跳”及“橋備投失敗”告警；在確認斷路器1DL跳開，……經一合閘延時TU2F發合斷路器3DL的命令和“橋備投合橋開關動作”報文，合斷路器3DL命令經200毫秒延時撤銷。若斷路器3DL在發合3DL命令5s內未合上，則發“3DL開關拒合”及“橋備投失敗”告警；若確認斷路器3DL合上，則發“橋備投成功”報文。

表1 110kV備自投主要動作時序（按SOE時間）

表2 10kV備自投主要動作時序（按SOE時間）

該站110kV備自投整定跳閘延時TU1F為6秒，合閘延時TU2F為0.1秒；10kV備自投整定跳閘延時TU1F為6.5秒，合閘延時TU2F為0.1秒。

3.1 110kV備自投動作分析

110kV 1M失壓后備自投啟動，經6S后發出跳閘令，4262ms后才發出合母聯命令。

原因分析：備投跳主供電源后需確認開關跳開（等待開關位置返回），按規范需接入開關輔助接點，而現場接入的是保護TWJ接點（該接點在回路中串接有開關彈簧未儲能接點，返回時需要等待儲能復歸），導致跳主供電源后4秒多才發出合閘令。而正常時間應為0.1s+開關變位時間，一般應小于200ms。

3.2 10kV備自投動作分析

10kV 2M失壓后備自投啟動，經6.5S后發出跳閘令，248ms后發出合母聯命令。

原因分析：10kV備自投現場接入的同樣是保護TWJ接點，但10kV主變開關沒有重合過程，TWJ返回較快。

3.3 備自投接入保護TWJ時影響

10kV備自投接入保護TWJ時，跳主供電源（主變變低）后，因為主變變低開關沒有重合過程，不受儲能接點影響，TWJ直接變位，滿足開關拒動的判別時間（小于5秒），一般不會影響備自投位置判別，備自投可以正常動作。

圖2 動作邏輯時序圖（計及儲能接點影響下）

110kV備自投接入保護TWJ時，分以下幾種情況：

①若線路開關重合成功，備自投不動作。

②上級故障導致本站母線失壓（本站開關不動作），備自投再跳主供電源，無重合過程，TWJ不受儲能接點影響，備自投可以正常動作。

③若線路開關重合不成功，母線失壓，備自投啟動。動作過程如下圖2所示。開關重合閘至重合不成功母線失壓時間（備投啟動）設為T1，備投啟動至跳主供電源時間設為T2，發跳閘令至判拒動時間設為T3，儲能接點變位時間設為Tcn，若Tcn＜T1+T2+T3，即在備投判開關拒動之前檢測到跳位，則備投可以正常進行后續動作邏輯，但這個過程母線失壓時間會增加（少于T3時間）；若Tcn＞T1+T2+T3，備投會判開關拒動，報備投失敗；時間臨界時備投可能失敗。若儲能回路問題導致接點不能返回，也會造成備投失敗。

相應的動作邏輯時序圖如圖2所示。

4 結語

備自投的回路接入應按照規范要求，特別注意開關位置必須直接取自機構輔助觸點，不得從保護裝置TWJ引出，防止開關儲能接點返回時間長引起備自投拒動。在回路未完善之前，可采取以下措施：（1）臨時延長判開關拒動時限，與開關儲能接點返回時間配合；（2）在10kV備自投可保障10kV母線供電的前提下，可臨時退出110kV備自投。

隨著電網可靠性要求的提高，備自投與其它保護、自動裝置的配合將更為復雜，需要從實際出發，分析備自投動作產生的各種影響，找出合理的解決方案，確保備自投正確動作。

[1]國家電力調度通信中心．國家電網公司繼電保護培訓教材[M]．中國電力出版社,2009．

[2]廣東電網有限責任公司．廣東電網有限責任公司安全自動裝置管理細則[Z]．2014．

[3]NSR641RF進線/橋備自投保護測控裝置技術使用說明書[Z]．國電南瑞科技有限公司．

[4]黃常抒,胡云花．備自投裝置接線中的問題及應對措施[J]．電力自動化設備,2009(4)．

[5]尹中華．系統分裂運行時備自投誤投隱患分析及對策研究[J]．中國電力教育,2011(33)．

周錕（1982－），男，工程師，碩士，從事繼電保護運行管理工作。